密集型固有振荡模式电力系统的模态分析

大规模电力系统具有振荡模式非常密集的特点,参数的微小变化会使系统产生模态不稳定现象。运用复模态摄动理论对密集型固有振荡模式电力系统进行了模态分析,结果表明,系统的特征值对参数摄动不敏感,但密集振荡模式对应的左、右特征向量有很大的变化,影响状态变量对振荡模式的可控性和可观性。最后,以新英格兰10机系统和NPCC 48机系...     

基于二阶摄动理论的不确定系统小干扰稳定分析方法

针对电力系统多运行参数波动较大的情况下,振荡模式的阻尼比以及系统的运行状态难以在区间模型下连续描述的问题,提出一种基于二阶摄动理论的小干扰稳定分析方法.建立不确定信息下获取系统振荡模式分布情况的复模态二阶摄动模型,在此基础上,连续描述运行状态在不确定变化区间内振荡模式阻尼比的变化轨迹.IEEE 16机68节点系统仿真结果表明:不同运行参数在区间范围内变化时,对同一振荡模式的阻尼比影响程度不同;同一运行参数在区间范围内变化时,对不同振荡模式的阻尼比影响不同.在多运行参数波动较大的情况下,该方法也能较准确地评估系统的小干扰稳定情况.     

基于区间模型和二阶摄动理论的低频振荡模态分析方法

针对大规模复杂电力系统运行参数波动较大,低频振荡模态变化情况不易确定的难题,提出利用区间模型和复模态二阶摄动理论分析振荡模态的方法。首先建立不确定信息下振荡模式的频率、阻尼以及参与因子的区间分布模型;然后利用复模态二阶摄动理论评估该模型在运行参数变化区间较大时,系统振荡模式上述特征要素的变化情况。IEEE16机68节点系统的仿真结果表明,即使系统中同时出现多个运行参数变化较大的情况,该方法也能较准确地评估系统的小干扰稳定性能,并可为运行人员提供更加全面的信息。同时,该方法在分析低频振荡模态方面较一阶摄动理论的准确度更高。     

一类非线性电力系统混沌振荡产生机理的研究

针对电力系统混沌振荡产生机理的问题,借助于一个非线性三参数二机电力系统模型,采用同宿轨道的Melnikov函数计算法,给出了电力系统出现混沌振荡现象的临界条件和参数区域,尤其论证了小扰动也可诱发混沌。阐明了系统在周期性负荷扰动情况下产生混沌振荡的条件,即系统在受到较大周期性负荷扰动时,电力系统将出现混沌振荡;当周期性负荷扰动较小,但是阻尼系数在一定的范围内,系统仍将出现混沌振荡;当周期性性扰动较小,阻尼系数在一定范围之外,系统不会出现混沌振荡;当周期性负荷扰动为零时,系统不会出现混沌振荡。通过仿真实验证实了电力系统在受到周期性负荷扰动时出现混沌振荡现象的条件。这种现象的出现和电力系统非线性模型的几何结构密切相关,同时也与电力系统的运行参数、结构参数有联系。     

电力系统混沌振荡的自适应最优控制

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至由此而失去稳定。为抑制这种情况下的混沌振荡,保证电力系统运行的稳定性,利用自适应最优控制方法设计了在周期性负荷扰动幅值不确定以及系统参数不确定情况下的混沌振荡控制器;并利用Lyapunov稳定性理论证明了受扰的、未精确建模的电力系统在该控制器作用下可以保持渐近稳定。因此,当电力系统所受到的周期性负荷扰动的幅值不确定且引起电力系统混沌振荡甚至失去稳定时,自适应最优控制器可以使电力系统获得渐近稳定,即能回到初始平衡点上。数值仿真也表明了该控制器的控制效果。     

大规模风电外送对电力系统小干扰稳定性影响

推导了双馈机组用于小干扰稳定分析的数学模型,包括轴系模型、桨距角控制模型、双馈电机模型、转子侧及网侧变频器控制系统模型等。针对通辽外送型电网大规模风电接入,分析了风电接入后对系统振荡模式及阻尼特性的影响。通过对系统不同运行方式、相同运行方式下不同发电负荷水平以及传输风电和火电的特性对比分析等,系统研究了大规模风电外送对电力系统小干扰稳定的影响。研究表明,大规模风电接入后风电场不同的运行状态及出力水平会对系统的振荡及阻尼特性产生影响;系统不同的运行方式可能会使某些区域内振荡模式出现或消失,但这些模式的阻尼比一般较高,同时也会改变有大机群参与的区域间模式的振荡及阻尼特性。     

电力系统混沌振荡的自适应最优控制

电力系统在周期性负荷扰动的作用下会发生混沌振荡,甚至由此而失去稳定.为抑制这种情况下的混沌振荡,保证电力系统运行的稳定性,利用自适应最优控制方法设计了在周期性负荷扰动幅值不确定以及系统参数不确定情况下的混沌振荡控制器;并利用Lyapunov稳定性理论证明了受扰的、未精确建模的电力系统在该控制器作用下可以保持渐近稳定.因此,当电力系统所受到的周期性负荷扰动的幅值不确定且引起电力系统混沌振荡甚至失去稳定时,自适应最优控制器可以使电力系统获得渐近稳定,即能回到初始平衡点上.数值仿真也表明了该控制器的控制效果.     

甘肃陇南地区早成线低频振荡分析

对甘肃陇南地区早成线出现的低频振荡现象进行了描述,基于电力系统综合分析程序对陇南电网进行了小干扰计算,通过对比不同运行情况下电力系统稳定器投入和退出小干扰计算结果,得出结论:若发电机机组的PSS参数设置不合理,不仅起不到抑制低频振荡的作用,反而会进一步削减系统的阻尼,使系统更容易发生低频振荡。建议位于网架变化较大电网的发电机组,重新进行发电机组的参数测试,并进行系统联调试验,得出最佳的电力系统稳定器参数,保证电网安全稳定运行。     

区间不确定信息下的小干扰稳定分析方法

研究了考虑发电和负荷不确定性的电力系统小干扰稳定问题,建立了区间不确定信息下求解振荡模式阻尼比上下限值的非线性优化模型。提出将连续线性规划法作为求解该问题的优化方法,通过计算可得到运行状态在给定区间内变化时振荡模式阻尼比的区间分布及其区间限值处对应的系统运行状态,据此可评估系统运行状态的不确定变化对振荡模式阻尼比的影响,并提供相关的稳定性信息。通过算例验证了所提出的方法的正确性和有效性。     

识别电力系统密集振荡模式的模态灵敏度方法

密集振荡模式可能会对电力系统动态特性产生重要影响,研究这种影响具有重要意义,而识别密集振荡模式是进行相关研究的基础。在分析机械力学领域密集模式判定方法的基础上,提出了一种识别电力系统密集振荡模式的模态灵敏度方法。该方法计算简单,能有效识别密集振荡模式,根据模态灵敏度信息还可以判断振荡模态的变化趋势。采用10机和24机两个算例验证了所提方法的有效性。     

基于扩展等面积准则的电力系统动态安全域

基于扩展等面积准则(EEAC)的量化能力，该文提出一种新的构建电力系统参数空间中动态安全域(DSR)的方法。该方法从初始运行点出发，通过迭代确定系统失稳模式随参数变化的情况。对每一种潜在的失稳模式，搜索其动态安全域边界上的一个点，根据临界点处的法向来求解用于模拟动态安全域边界的超平面。考虑到临界点处法向对系统的某些参数比较敏感，该文还导出临界点处与法向平行的参数灵敏度向量，用以代替临界点处的法向。对于当前运行点，通过寻找该点的参数改变方向与各临界点处的参数改变方向的夹角的最小值来确定匹配的模式，从而根据该模式的超平面系数来判断运行点的稳定性。最后在8机32节点的系统上对所提出的方法进行验证。     

一种广域滑模模糊HVDC附加控制器设计方法

区域间的低频振荡成为限制区域联络线输送功率大小,影响互联电网安全稳定运行的主要因素之一。为了抑制区域间低频振荡问题,提出了基于滑模控制思想的HVDC模糊附加控制器设计方法。控制器采用广域信号作为反馈输入,基于李亚普莫夫稳定性定理由实时的广域信号确定滑模切换面,从而引入滑模控制理论作为模糊推理的依据,针对典型存在区域间振荡模式的系统在不同的工况下分析了该控制器的实用效果。特征值分析表明,在不同的运行工况下,系统区域间阻尼模式的阻尼都得到很大增强。通过非线性仿真的手段,验证了在不同的工作模式下,不同故障时控制器的动态性能,结果表明控制器均能发挥良好的附加阻尼效果。     

交直流输电系统潮流计算中换流器运行方式的转换策略

分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式，提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入三端直流输电系统的IEEE 118节点算例系统进行测试，计算效果较好，能够处理运行条件改变导致的运行方式发生的转换。     

电压源变换器接入电网的小扰动稳定机理分析

研究了基于矢量控制的电压源变换器(VSC)接入电网的小扰动稳定问题。基于VSC接入无穷大系统的详细模型,针对不同控制模式,分别对平衡点的存在性、稳定性进行了分析,系统地总结了VSC小扰动失稳的不同机理。系统中发生鞍结点分岔会导致平衡点消失而失稳,且存在以下几种机理：输出电流过大会导致锁相环(PLL)失去平衡点,对应PLL失去同步,单独的PLL失去同步可能发生在切除外环控制、采用内环定电流控制的情况下;输出有功过大会导致功率外环失去平衡点,当无功外环采用定无功功率、定交流电压控制时,分别对应电网的静态电压、功角失稳,而且失稳后电流增大一般也会引发PLL失去同步。在平衡点存在的情况下,系统振荡模式中包含低频振荡模式和次同步振荡模式,系统也可能发生Hopf分岔而出现振荡失稳。低频振荡模式主要由外环控制主导,次同步振荡模式则由PLL、电流环和线路动态主导。平衡点的存在性不受VSC控制参数的影响,只受网络参数、VSC工况的影响,而平衡点的稳定性和VSC控制参数有关。     

暂态功角弱稳定模式辨识及其协调紧急控制策略

针对电网发展过程中可能出现的复杂暂态功角失稳现象,提出了用于系统安全稳定分析和控制的暂态功角弱稳定模式的概念及其辨识方法,解析了紧急控制导致弱稳定模式演化为主导失稳模式的机理及其近似必要条件。在理论分析的基础上,提出了基于系统暂态稳定约束转化的紧急控制数学模型,进而设计了基于动态灵敏度指标的启发式协调紧急控制策略计算方法,提升了紧急控制算法对于处理复杂暂态失稳情况的适应性,实现了统筹系统暂态功角多个弱稳定模式的自动协调控制。基于实际电网的算例验证了所提紧急控制负效应机理及策略搜索算法的有效性。     

三广直流工程融冰运行方式仿真试验

三广直流工程的直流线路必须考虑合适的防冰对策。文章借助于实时数字仿真器与直流控制保护仿真系统模拟了三广直流工程的各种运行方式,提出了采用一极功率正送、另一极功率反送的融冰运行方式。该融冰运行方式不需要改动主接线方式,也无需修改直流控制保护系统的软硬件系统。仿真结果表明,该运行方式可在与交流系统交换有功功率较小的情况下达到融冰的效果,符合冬季调度方式的要求。     

电网断面潮流在线监测系统

结合电网断面的运行特点提取了决定断面运行方式的关键因素，建立了断面运行方式定义规则库并提出了断面运行方式判别模型。在与EMS的数据接口设计中，对断面潮流监测流程进行了优化。在此基础上开发的电网断面潮流在线监测系统具有断面运行方式规则库定义、线路运行状态监测及断面潮流监测等功能，还可提供断面潮流超限记录的统计分析报表。应用结果表明，该系统为电网安全运行提供了有效的监测和分析方法。     

A Power Flow Solution Technique for Autonomous and Non Autonomous Mode of Operation of Microgrid System

A power flow solution technique has been proposed for microgrid operating in isolated as well as grid-connected mode. The formulation is based on simple impedance matrix approach where the elements of the impedance matrix are the impedance of the power flow paths from the terminal loads to the node representing the point of common connection (PCC). Distributed generators in microgrid are modeled to operate either in droop controlled, P-V or P-Q mode. When connected to the grid, Distributed Generation (DG's) may be operated in any of the operating modes, but during autonomous operation, the droop controlled mode is followed. The bus interfacing the main and the microgrid has been chosen as a voltage regulated bus so as to facilitate seamless transfer from the autonomous to the grid connected mode of operation and vice-versa. Comparisons with existing methods are presented to show the accuracy and ability of the proposed method. Maintaining the PCC bus voltage at 1.0 p.u. helps to have an improved voltage profile and seamless transfer of the system between grid connected and islanded modes.     

火电厂不同运行方式的比较与选优

在介绍分散控制系统(DCS)及其重要子系统--协调控制系统(CCS)结构、功能的基础上,对CCS在火电厂中不同运行方式进行了比较.基础控制方式(BM方式)是指协调主控的运行方式.适用于机组调试和启停阶段或机、炉控制系统无法自动时;锅炉控制跟随方式(BF方式)是指由汽轮机调节机组输出功率、锅炉调节主汽压力;汽轮机跟随方式(TF方式)是指锅炉调节机组输出功率,汽机调节主汽压力;协调控制方式(CC方式)是对汽包蓄能的合理利用和补偿;直接能量平衡控制方式(DEB方式)是指负荷由汽轮机侧控制,使机组负荷响应快.给出了各种方式控制图,提出现代化火电厂较为经济的运行方式是机炉协调控制方式和直接能量平衡的控制方式.